ไรโบโซม: ความหมาย ชนิด หน้าที่ รูปแบบ และโครงสร้าง

ไรโบโซม: ความหมาย ประเภท หน้าที่ รูปร่าง และโครงสร้าง – เคยได้ยินคำว่าไรโบโซมไหม? ในโอกาสนี้เราจะมาคุยกันว่าไรโบโซมหมายถึงอะไร? ลองดูคำอธิบายที่สมบูรณ์ด้านล่างเพื่อทำความเข้าใจให้ดียิ่งขึ้น

ไรโบโซม: ความหมาย ชนิด หน้าที่ รูปแบบ และโครงสร้าง

---

ไรโบโซมเป็นอนุภาค โมเลกุล หรือออร์แกเนลล์ที่ประกอบด้วยโปรตีนและกรดไรโบนิวคลีอิก (RNA) ที่ทำงานร่วมกันในการสังเคราะห์โปรตีน กล่าวอีกนัยหนึ่ง ไรโบโซมเป็นที่ตั้งของการสังเคราะห์โปรตีน ไรโบโซมมีขนาดเล็ก โดยที่ออร์แกเนลล์ที่เป็นของแข็งนี้มีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 20 นาโนเมตร ไรโบโซมเป็นโครงสร้างทรงกลมที่สามารถพบได้ในไซโทพลาซึมของเซลล์โปรคาริโอตและเซลล์ยูคาริโอต ไรโบโซมบางชนิดเกิดขึ้นอย่างอิสระในไซโตซอล และบางชนิดจับกับเอนโดพลาสมิกเรติคูลัม (ER) หรือที่เรียกว่าเยื่อหุ้มนิวเคลียส

คำว่า ไรโบโซม มาจากภาษากรีก ซึ่งมาจากคำว่า โสม ซึ่งแปลว่า ร่างกาย และ กรดไรโบนิวคลีอิก หรือ กรดไรโบนิวคลีอิก นักวิทยาศาสตร์ที่ทำการวิจัยเกี่ยวกับไรโบโซมเป็นคนแรกคือ George Emil Palade ซึ่งเป็นนักวิทยาศาสตร์ชาวโรมาเนีย เขาดำเนินการวิจัยนี้ในปี 1950 โดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน จากการวิจัยที่เขาทำ จนกระทั่งปี 1974 George Emil Palade ได้รับรางวัลโนเบลสาขาจิตวิทยาและสุขภาพ อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์คนแรกที่ใช้ชื่อไรโบโซมสำหรับโมเลกุลของแข็งนี้คือ Richard B. โรเบิร์ตส์ ในปี 1958

---

คุณสมบัติของไรโบโซม

เม็ดเล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 20 ถึง 22 นาโนเมตร
พบได้ในทุกเซลล์ของสิ่งมีชีวิต
ออร์แกเนลล์ที่เล็กที่สุดในเซลล์
ประกอบด้วยไรโบโซมอาร์เอ็นเอ (rRNA) 65% และโปรตีนไรโบโซม 35%
สามารถพบได้ใน ER หยาบและกระจายอยู่ในไซโตพลาสซึม
ผลิตโปรตีน

---

ประเภทของไรโบโซม

• ไรโบโซมอิสระเป็นโครงสร้างเซลล์ที่กระจายอยู่ทั่วไปในไซโตพลาสซึม
• ไรโบโซมที่ยึดเกาะเป็นโครงสร้างหนึ่งของไรโบโซมที่มักจะยึดติดกับส่วน ER (เอนโดพลาสมิกเรติคูลัม) หรือมักเรียกอีกอย่างว่า RER (เอนโดพลาสมิกเรติคูลัมหยาบ)

---

รูปร่างและขนาดของไรโบโซม

โปรคาริโอต

โปรคาริโอตไรโบโซมมีขนาด 70S และมี RNA 6% และโปรตีน 40% ออร์แกเนลล์ของเซลล์เหล่านี้ตั้งอยู่อย่างอิสระในไซโตพลาสซึมซึ่งมีขนาดเท่ากับหน่วยย่อย 50S และ 30S มีความยาว 29 x 21nm มีมวล 2,520,000 Daltons

ยูคาริโอต

ในขณะที่ยูคาริโอตไรโบโซมมีขนาด 80S ที่มีปริมาณ RNA 40% และโปรตีน 60%

มันมีตำแหน่งอิสระในไซโตพลาสซึมและจับกับเอนโดพลาสมิกเรติคูลัม มีความยาวประมาณ 32 x 22 นาโนเมตร และมีมวลประมาณ 4,220,000 ดาลตัน

การทำงานของไรโบโซม

ดังที่เราทราบแล้วว่าไรโบโซมเป็นอนุภาคขนาดเล็กที่อิเล็กตรอนผ่านไม่ได้ ประกอบด้วยไรโบโซมอาร์เอ็นเอ (rRNA) 4 ชนิด และโปรตีนอีก 80 ชนิด ไรโบโซมมีหน้าที่หลายอย่าง ได้แก่

การสังเคราะห์โปรตีน

ไรโบโซมเป็นตัวอย่างของออร์แกเนลล์ที่ไม่มีเยื่อหุ้มซึ่งมีหน้าที่สำคัญมาก มีความสำคัญมากในกระบวนการสังเคราะห์โปรตีน เป็นกระบวนการที่แปลงเมสเซจ-อาร์เอ็นเอ (mRNA) เป็น โปรตีน

ไรโบโซมมีตำแหน่งอิสระในการดำเนินกระบวนการสังเคราะห์เอนไซม์โปรตีนที่ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในของเหลวไซโตซิลิก ในการทำหน้าที่ดังกล่าว ไรโบโซมได้รับความช่วยเหลือจากส่วนประกอบหลัก 3 ส่วน ได้แก่

• mRNA ซึ่งเป็นแม่แบบสำหรับโปรตีน โมเลกุลนี้เป็นสำเนาของยีนที่มีอยู่ใน DNA ซึ่งจะถูกส่งไปยังไซโตพลาสซึมเพื่อแปลเป็นโปรตีนด้วยความช่วยเหลือของไรโบโซม mRNA ประกอบด้วยชุดของโคดอนซึ่งมีหน้าที่กำหนดลำดับของกรดอะมิโนที่จำเป็นในกระบวนการสังเคราะห์โปรตีนของไรโบโซม
• กรดอะมิโน
• tRNA ซึ่งเป็นตัวพากรดอะมิโนชนิดพิเศษ โมเลกุลนี้มีแอนติโคดอนสามตัวที่เสริมกับโคดอนที่อยู่บน mRNA และด้วยการเติมเต็มนี้ ลำดับโคดอนของ mRNA จะกำหนดลำดับกรดอะมิโน

ห่วงโซ่ของกระบวนการสังเคราะห์โปรตีนนี้เรียกว่าความเชื่อหลัก โปรตีนที่ผลิตในกระบวนการสังเคราะห์นี้จะถูกนำไปใช้โดยไซโตพลาสซึมในภายหลัง

การถอดความ

DNA สายหนึ่งจะประมวลผลการถอดรหัสเพื่อสร้าง RNA ความยาวของ DNA ที่ถอดรหัสเป็น RNA เรียกว่าหน่วยถอดความ การถอดความเป็นส่วนหนึ่งของการแสดงออกทางพันธุกรรม การตีความต้นฉบับของการถอดความนั้นแท้จริงแล้วเป็นการคัดลอกหรือการทับศัพท์ ดังนั้นความหมายของการถอดความในที่นี้คือกระบวนการคัดลอกการอ่านค่า DNA ลงใน RNA ในกระบวนการนี้ เฉพาะไทมีนที่เป็นฐานไนโตรเจนใน DNA ซึ่งถูกแทนที่ด้วยยูราซิลใน RNA เท่านั้นที่พบการเปลี่ยนแปลง การถอดความประกอบด้วยกระบวนการ 3 ขั้นตอน ได้แก่

• การเริ่มต้น (เริ่มต้น) ของห่วงโซ่ RNA
• การยืดตัว (การยืดตัว) ของสายโซ่ RNA
• การสิ้นสุด (การสิ้นสุด) ของห่วงโซ่ RNA

กระบวนการถอดความเกิดขึ้นในนิวเคลียสของเซลล์หรือในเมทริกซ์ของไมโตคอนเดรียลและพลาสมิด ซึ่งกระบวนการนี้สามารถถูกกระตุ้นโดยสิ่งกระตุ้นหรือไม่มีสิ่งกระตุ้นเลยก็ได้ การกระตุ้นที่เกิดขึ้นจะเปิดใช้งานคอร์โพรมิเตอร์ซึ่งประกอบด้วยกล่อง TATA กล่อง CCAAT และกล่อง GC กระบวนการถอดความนี้สร้าง RNA ดิบที่เรียกว่า mRNA หลัก ซึ่งมีชิ้นส่วนของกลุ่มโปรตีนที่ช่วยและควบคุมกระบวนการสังเคราะห์โปรตีน ไฟล์ RNA ถัดไปเป็นแบบหลังถอดความ

การแปล

นี่คือกระบวนการแปลลำดับนิวคลีโอไทด์ในโมเลกุล mRNA เป็นลำดับของกรดอะมิโนที่ประกอบกันเป็นโปรตีนหรือโพลีเปปไทด์ นี่เป็นหนึ่งในกระบวนการหลักที่สามารถเชื่อมโยงยีนกับโปรตีน ไม่ใช่แค่การถอดความเท่านั้น กระบวนการนี้เกิดขึ้นในโมเลกุล mRNA เท่านั้น ในขณะที่โมเลกุลอื่นๆ เช่น rRNA และ tRNA จะไม่ผ่านกระบวนการแปลภาษา mRNA เป็นสำเนาของลำดับดีเอ็นเอ ซึ่งโมเลกุลจะจัดเรียงยีนในรูปแบบของกรอบการอ่านแบบเปิด ไม่เพียงเท่านั้น mRNA ยังถ่ายทอดข้อมูลลำดับกรดอะมิโนอีกด้วย ไรโบโซมเป็นสถานที่ที่กระบวนการแปลนี้เกิดขึ้น

สรุปกระบวนการแปลเป็น 3 ช่วง ได้แก่

1. การเริ่มต้น

นี่เป็นขั้นตอนแรกในกระบวนการแปล ซึ่ง mRNA หน่วยย่อย 30S และ formylmethionyl tRNA รวมกันกลายเป็นสภาพแวดล้อมเริ่มต้น 30S หลังจากที่คอมเพล็กซ์การเริ่มต้น 3oS ถูกสร้างขึ้น หน่วยย่อย 50S จะรวมกันเพื่อสร้างหน่วยย่อย 70S

2. การยืดตัว

นี่คือกระบวนการยืดตัวของโพลีเปปไทด์ทั้งในโปรคาริโอตและยูคาริโอต กระบวนการนี้แบ่งออกเป็น 3 ขั้นตอน ได้แก่

• จับ aminoacyl-tRNA กับด้าน A ของไรโบโซม
• การสร้างการเชื่อมโยงเปปไทด์
• ย้ายตำแหน่งไรโบโซมที่อยู่ตาม mRNA ไปยังตำแหน่งโคดอนถัดไปที่ตำแหน่ง A

3. การสิ้นสุด

นี่เป็นขั้นตอนสุดท้ายของการแปล ซึ่งรหัสปลายทางสามประเภท ได้แก่ UAA, UGA และ UAG ที่พบใน mRNA ไปถึงตำแหน่ง A บนไรโบโซม

โครงสร้างและองค์ประกอบของไรโบโซม

ไรโบโซมเป็นส่วนประกอบในเซลล์ที่สร้างโปรตีนโดยใช้กรดอะมิโนทุกชนิด ไรโบโซมประกอบด้วยสารประกอบสำคัญ 2 ชนิด ได้แก่

กรดไรโบนิวคลีอิก หรือ กรดไรโบนิวคลีอิก (RNA)

กรดนี้มาจากนิวเคลียสซึ่งเป็นที่ที่กระบวนการสังเคราะห์ไรโบโซมเกิดขึ้นในเซลล์ กรดไรโบนิวคลีอิกเป็นหนึ่งใน 3 โมเลกุลหลัก (DNA, โปรตีน, RNA) ที่มีบทบาทสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตทุกรูปแบบ RNA มีโครงสร้างคล้ายกับ DNA คือประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์หลายตัว แต่ละนิวคลีโอไทด์มีหมู่ฟอสเฟต หมู่เบสไนโตรเจน และหมู่เพนโทส กรดไรโบนิวคลีอิกยังทำหน้าที่ในกระบวนการสังเคราะห์โปรตีนในเซลล์ยูคาริโอต มี 3 ประเภทของ RNA ในเซลล์ยูคาริโอตเหล่านี้ ได้แก่ :

• RNA– messenger หรือที่เรียกกันทั่วไปว่า messenger– RNA (mRNA) เป็น RNA ชนิดหนึ่งที่สังเคราะห์ด้วย RNA polymerase I
• RNA– ไรโบโซม หรือรู้จักกันในชื่อไรโบโซม–อาร์เอ็นเอ (rRNA) เป็น RNA ชนิดหนึ่งที่สังเคราะห์ด้วย RNA Polymerase II
• RNA– Transfer หรือสิ่งที่เรียกว่า Transfer–RNA (tRNA) เป็น RNA ชนิดหนึ่งที่สังเคราะห์ด้วย RNA Polymerase III

RNA มีหน้าที่หลักหลายประการ ได้แก่ :

1. เป็นที่เก็บข้อมูลหรือสารพันธุกรรม

โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับกลุ่มของไวรัส เช่น แบคเทอริโอฟาจ ซึ่งเมื่อถึงเวลาที่ไวรัสเริ่มบุกรุกเซลล์ที่มีชีวิต ไวรัสจะสามารถ อาร์เอ็นเอที่นำเข้าสู่ไซโตพลาสซึมของเซลล์เหยื่อจะถูกแปลโดยเซลล์โฮสต์เพื่อสร้างไวรัสที่เป็น ใหม่. ผลการวิจัยที่ซับซ้อนที่เชื่อมโยงกับ RNA รายงานว่าในช่วงต้นของกระบวนการวิวัฒนาการ RNA เป็นสารพันธุกรรมทั่วไปก่อนที่สิ่งมีชีวิตจะใช้ DNA

2. เป็นตัวกลางระหว่าง DNA และโปรตีนในกระบวนการแสดงออกทางพันธุกรรมซึ่งใช้ได้กับสิ่งมีชีวิตทุกชนิด

ในกรณีนี้ RNA เป็นผลิตภัณฑ์ที่ทำหน้าที่เป็นสำเนาของรหัสสำหรับลำดับเบสของไนโตรเจนใน DNA กระบวนการถอดความซึ่งรหัสลำดับถูกจัดเรียงเป็น 3 ลำดับของ N ฐานที่เรียกว่า โคดอน โคดอนแต่ละตัวมีพันธะกับกรดอะมิโนหนึ่งตัว

โปรตีนไรโบโซมหรือโปรตีนไรโบนิวคลีอิก (RNP)

โปรตีนไรโบโซมเป็นโปรตีนชนิดหนึ่งที่ทำงานร่วมกับ rRNA (Ribosome-RNA) เพื่อสร้างหน่วยย่อยของไรโบโซมที่มีส่วนร่วมในกระบวนการแปลเซลล์ เป็นสารประกอบที่เป็นโพลิเมอร์ของมอนอเมอร์ต่างๆ ที่เชื่อมต่อกันด้วยการเชื่อมโยงเปปไทด์ โมเลกุลนี้ประกอบด้วยคาร์บอน ไฮโดรเจน ไนโตรเจน ออกซิเจน และบางครั้งก็มีกำมะถันหรือฟอสฟอรัสด้วย

โปรตีนมีบทบาทสำคัญอย่างมากต่อสิ่งมีชีวิตหรือไวรัส กล่าวคือ ในโครงสร้างและการทำงานของเซลล์ กระบวนการสังเคราะห์โปรตีนตามธรรมชาตินั้นเหมือนกับการแสดงออกทางพันธุกรรม รหัสพันธุกรรมที่ดำเนินการโดย DNA จะถูกแปลงเป็น RNA ซึ่งจะทำหน้าที่เป็นแม่แบบสำหรับการแปลที่ดำเนินการโดยไรโบโซม

ในขั้นตอนนี้ โปรตีนยังคงอยู่ในสถานะดิบ ซึ่งประกอบไปด้วยกรดอะมิโนที่สร้างโปรตีนเท่านั้น เพื่อผลิตโปรตีนที่สามารถมีบทบาททางชีวภาพได้อย่างสมบูรณ์ จำเป็นต้องมีกลไกหลังการแปล

โครงสร้างโปรตีนแบ่งออกเป็น 4 ระดับ ได้แก่

• โครงสร้างหลัก (ระดับที่หนึ่ง) นี่คือลำดับของกรดอะมิโนที่สร้างโปรตีนผ่านการเชื่อมโยงเปปไทด์
• โครงสร้างทุติยภูมิ (ระดับ 2) นี่คือโครงสร้างขนาด 3 ท้องถิ่นของลำดับกรดอะมิโนโปรตีนซึ่งผ่านกระบวนการทำให้เสถียรด้วยกรดไฮโดรเจน โครงสร้างทุติยภูมิมีหลายรูปแบบ ได้แก่: เกลียวอัลฟ่า (α เกลียว), แผ่นเบต้า (β-แผ่น), เบตา-เทิร์น (β-เทิร์น) และแกมมา-เทิร์น (y-เทิร์น)
• โครงสร้างตติยภูมิ (ระดับที่ 3) ซึ่งเป็นโครงสร้างทุติยภูมิต่างๆรวมกัน โครงสร้างเหล่านี้โดยทั่วไปจะอยู่ในรูปของการเกาะกลุ่มกัน โดยโมเลกุลสามารถโต้ตอบทางร่างกายได้โดยไม่ต้องมี พันธะโควาเลนต์เพื่อสร้างโอลิโกเมอร์ปกติ (เช่น ไดเมอร์ ไตรเมอร์ ควอโทนารี) และโครงสร้างรูปแบบ สี่
• โครงสร้างควอเทอร์นารี (ระดับ 4) เช่น เอนไซม์อินซูลินและรูบิสโก

นอกจากนี้ยังมีหน้าที่ของโปรตีน ได้แก่ :

• เป็นแหล่งพลังงาน
• การสังเคราะห์ฮอร์โมน เอนไซม์ และแอนติบอดี
• ควบคุมความสมดุลของกรดเบสในเซลล์
• สร้างและซ่อมแซมเนื้อเยื่อและเซลล์
• เป็นยุ้งฉางหรืออาหารสำรอง

---

การแบ่งตัวของไรโบโซม

ไรโบโซมแบ่งออกเป็น 2 ส่วนใหญ่ๆ เรียกว่า หน่วยย่อย โดยแต่ละหน่วยย่อยแทนด้วยหน่วย S (Svedberg) หน่วยจะแสดงความเร็วในการตกตะกอนเมื่อหน่วยย่อยถูกหมุนเหวี่ยง โดยชื่อของหน่วยนั้นมาจากชื่อของผู้ประดิษฐ์ แต่ละหน่วยย่อยของไรโบโซมประกอบด้วย RNA และโปรตีน ประเภทของหน่วยย่อยทั้งสองมีที่มาจากระดับการตกตะกอนในตัวกลางบางชนิด นอกจากนี้ยังมีหน่วยย่อยของไรโบโซมอีก 2 หน่วย ได้แก่

• 1. หน่วยย่อยขนาดเล็ก– หน่วยย่อยไรโบโซมขนาดเล็กประกอบด้วย 1 ไรโบโซม– อาร์เอ็นเอ (rRNA) และโปรตีนประมาณ 21 ชนิดในโปรคาริโอตของแบคทีเรีย และประมาณ 30 โปรตีนในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มียูคาริโอต
• 2. หน่วยย่อยขนาดใหญ่ – ในโปรคาริโอต หน่วยย่อยของไรโบโซมขนาดใหญ่ประกอบด้วย rRNA 2 ตัว (ขนาดใหญ่หนึ่งอันและขนาดเล็กหนึ่งอัน) และโปรตีนประมาณ 31 ชนิด ในทางกลับกัน ในยูคาริโอต หน่วยย่อยไรโบโซมขนาดใหญ่ประกอบด้วย rRNA 3 ตัว (ตัวใหญ่ 1 ตัว และตัวเล็ก 2 ตัว) และโปรตีนประมาณ 49 ตัว

ในเซลล์ยูคาริโอต หน่วยย่อยไรโบโซมทั้งสองหน่วยจะผ่านกระบวนการสังเคราะห์ในนิวเคลียสซึ่งจะถูกส่งออกไปยังไซโตพลาสซึมก่อนนำไปใช้งาน

โครงสร้างของไรโบโซมมีคุณสมบัติดังนี้

• มีรูปร่างทั่วไปซึ่งในส่วนตามยาวจะเป็นวงรี
• เมื่อลองลงสีแบบเนกาทีฟปรากฏว่ามีร่องตามขวางหนึ่งร่องตั้งฉากกับแกน และแบ่งเป็น 2 ร่องย่อย ซึ่งแต่ละร่องจะมีขนาดต่างกัน
• หน่วยย่อยแต่ละหน่วยจะส่งสัญญาณโดยมีค่าสัมประสิทธิ์การตกตะกอนที่แสดงอยู่ในมิติ S (Svedberg) ในเซลล์โปรคาริโอต ค่าสัมประสิทธิ์การตกตะกอนคือ 70S (50S สำหรับหน่วยย่อยขนาดใหญ่ และ 30S สำหรับหน่วยย่อยขนาดเล็ก) ในทางกลับกัน ในเซลล์ยูคาริโอต ค่าสัมประสิทธิ์การตกตะกอนคือ 80S (60S สำหรับหน่วยย่อยขนาดใหญ่ และ 40S สำหรับหน่วยดวงอาทิตย์ขนาดเล็ก)
• ไรโบโซมมีหลายขนาดและรูปร่าง ในเซลล์โปรคาริโอต ไรโบโซมสามารถยาวได้ถึง 29 นาโนเมตร และใหญ่ได้ 21 นาโนเมตร ในทางตรงกันข้าม ในเซลล์ยูคารีโอต ไรโบโซมสามารถยาวได้ถึง 32 นาโนเมตร และมีขนาด 22 นาโนเมตร
• ในเซลล์โปรคาริโอต หน่วยย่อยขนาดเล็กจะยืดออก มีรูปร่างโค้งที่มีสมมาตร 2 หลัก มีตัวเลข 3 หลัก และมีลักษณะคล้ายโซฟา ในทางกลับกัน ในเซลล์ยูคาริโอต หน่วยย่อยจะมีขนาดเท่ากับไรโบโซม E คอลลี่

ดังนั้นการทบทวนจาก เกี่ยวกับ ความรู้.co.id เกี่ยวกับ ไรโบโซม,หวังว่ามันจะเป็นประโยชน์